Ölü galaksilerden gizemli kırmızı noktalara kadar, James Webb Teleskobu’nun sadece 3 yılda buldukları:

Üç yıl önce bu günde şahit olduk. tırnak ısıran lansman James Webb Uzay Teleskobu’nun (JWST), insanlığın uzaya gönderdiği en büyük ve en güçlü teleskop.

İnşa edilmesi 30 yıl sürdü, ancak üç yıllık işletme süresinde JWST, evrene bakış açımızda devrim yarattı.

Kendi güneş sistemimizi araştırdı, yaşam belirtileri bulmak için uzak gezegenlerin atmosferlerini inceledi ve evrende oluşan ilk yıldızları ve galaksileri bulmak için en uzak derinlikleri araştırdı.

İşte JWST’nin piyasaya sürülmesinden bu yana evrenin erken dönemleri ve ortaya çıkardığı yeni gizemler hakkında bize öğrettikleri.

Ürkütücü mavi canavarlar

JWST, ilk yıldızları ve galaksileri bulmak için evrende ne kadar uzağa bakabileceğimizin sınırlarını zorladı. Dünya’nın atmosferi dışında, uzaydaki konumu, kızılötesi ışıkla evrenin derinliklerine bakmak için mükemmel koşulları sağlıyor.

JWST tarafından doğrulanan en uzak galaksiye ilişkin mevcut kayıt, evrenin sadece yaklaşık 300 milyon yaşındaydı. Şaşırtıcı bir şekilde, bu kısa zaman dilimi içerisinde bu galaksi, güneşimizin yaklaşık 400 milyon katı kadar bir kütle oluşturmayı başardı.

Bu, erken evrendeki yıldız oluşumunun son derece verimli olduğunu ve bu galaksinin tek galaksi olmadığını gösteriyor.

Galaksiler büyüdüğünde yıldızları patlayarak toz oluşturur. Galaksi ne kadar büyükse, o kadar çok toz içerir. Bu toz, mavi ışığı emdiği için galaksilerin kırmızı görünmesini sağlar. Ancak işin püf noktası şu: JWST bu ilk gökadaların şaşırtıcı derecede parlak ve devasa olduğunu gösterdi ve çok mavihiçbir toz belirtisi yok. Bu gerçek bir bulmaca.

Bu ilk galaksilerin tuhaf doğasını açıklayan birçok teori var. Büyük süpernova patlamalarına maruz kalmadan yerçekimi nedeniyle çöken devasa yıldızları var mı?

Yoksa tüm tozların galaksiden uzağa itilip mavi, tozsuz bir çekirdeğin ortaya çıkmasına neden olacak kadar büyük patlamaları mı var? Belki de bu erken egzotik yıldızlardan gelen yoğun radyasyon nedeniyle toz yok olmuştur; henüz bilmiyoruz.

Erken galaksilerdeki olağandışı kimya

İlk yıldızlar, sonunda hayata dönüşen şeyin temel yapı taşlarıydı. Evren yalnızca hidrojen, helyum ve az miktarda lityum ile başladı. Kemiklerimizdeki kalsiyumdan soluduğumuz havadaki oksijene kadar diğer tüm elementler bu yıldızların çekirdeklerinde dövülmüştür.

JWST bunu keşfetti İlk gökadalar da olağandışı kimyasal özelliklere sahiptir.

Güneşimizde gözlemlediklerimizden çok daha fazla miktarda nitrojen içerirler, diğer metallerin çoğu ise daha düşük miktarlarda bulunur. Bu, erken evrende henüz tam olarak anlayamadığımız süreçlerin mevcut olduğunu gösteriyor.

JWST, yıldızların galaksilerin kimyasal evrimini nasıl yönlendirdiğine ilişkin modellerimizin hala eksik olduğunu gösterdi; bu da varlığımıza yol açan koşulları hâlâ tam olarak anlamadığımız anlamına geliyor.

Kozmik karanlık çağları sona erdiren küçük şeyler

Devasa gökada kümelerini devasa büyüteçler olarak kullanan JWST’nin hassas kameraları aynı zamanda evrenin derinliklerine de bakabiliyor en sönük galaksileri bulmak için.

Galaksilerin sönükleşip yıldız oluşturmayı tamamen bıraktıkları noktayı bulmak için daha da ileri gittik. Bu, galaksi oluşumunun hangi koşullar altında sona erdiğini anlamamıza yardımcı olur.

JWST henüz bu sınırı bulamadı. Bununla birlikte, beklenenden çok daha fazla sayıda, beklediğimizden dört kat daha fazla enerjiye sahip fotonlar (hafif parçacıklar) yayan pek çok sönük gökadayı ortaya çıkardı.

Keşif, bu küçük galaksilerin yaşamda çok önemli bir rol oynamış olabileceğini öne sürüyor. kozmik “karanlık çağların” sona ermesi Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra.

Küçük kırmızı noktaların gizemli durumu

JWST’nin ilk görüntüleri başka bir dramatik, beklenmedik keşifle sonuçlandı. Erken evren bol miktarda “küçük kırmızı noktalar“: kaynağı bilinmeyen son derece kompakt kırmızı renkli kaynaklar.

Başlangıçta bunların devasa, süper yoğun gökadalar olduğu düşünülüyordu ve bu mümkün değildi, ancak geçen yıl yapılan ayrıntılı gözlemler, son derece kafa karıştırıcı ve çelişkili özelliklerin bir kombinasyonunu ortaya çıkardı.

Parlak hidrojen gazı, süper kütleli bir kara deliğin etrafında dönen gazın karakteristiği olan, saniyede binlerce kilometre gibi muazzam hızlarda ışık yayıyor.

Aktif galaktik çekirdek olarak adlandırılan bu fenomen, genellikle süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki tüm gazı yutarak hızla büyüdüğü bir beslenme çılgınlığını gösterir.

Ancak bunlar sizin bahçe tipi aktif galaktik çekirdekleriniz değil. Yeni başlayanlar için, normalde beklendiği gibi, tespit edilebilir herhangi bir X-ışını yaymıyorlar. Daha da ilginci, yıldız popülasyonlarının özelliklerine sahip görünüyorlar.

Bu galaksiler aynı anda hem yıldız hem de aktif galaktik çekirdek olabilir mi? Yoksa arada bir evrimsel aşama mı var? Her ne iseler, küçük kırmızı noktalar muhtemelen bize hem süper kütleli kara deliklerin hem de galaksilerdeki yıldızların doğuşu hakkında bir şeyler öğretecek.

İnanılmaz derecede erken galaksiler

Son derece canlı erken gökadaların yanı sıra, JWST ayrıca son derece ölü cesetler buldu: Kozmik şafaktaki yoğun yıldız oluşumunun kalıntıları olan erken evrendeki galaksiler.

Bu cesetler Hubble ve yer tabanlı teleskoplar tarafından bulunmuştu, ancak yalnızca JWST onların ışığını inceleyerek ne kadar süredir ölü olduklarını ortaya çıkarma gücüne sahipti.

Kozmik tarihin ilk 700 milyon yılında oluşmuş bazı son derece büyük gökadaları (bugünkü Samanyolu kadar ve daha fazlası kadar büyük) ortaya çıkardı. Mevcut galaksi oluşum modellerimiz bu nesneleri açıklayamıyor; bunlar çok büyük ve çok erken oluşmuşlar.

Kozmologlar hala modellerin uyacak şekilde bükülüp bükülemeyeceğini (örneğin, belki de erken yıldız oluşumu son derece etkiliydi) ya da karanlık maddenin doğasını ve onun erken çöken nesnelere nasıl yol açtığını yeniden değerlendirmemiz gerekip gerekmediğini tartışıyorlar.

JWST gelecek yıl bu nesnelerden çok daha fazlasını ortaya çıkaracak ve mevcut olanları daha ayrıntılı olarak inceleyecek. Her iki durumda da, yakında öğreneceğiz.

JWST için sırada ne var?

Teleskop, henüz ilk adımlarında evrene ilişkin mevcut modellerimizin birçok eksikliğini ortaya çıkardı. Modellerimizi JWST’nin bize getirdiği güncellemeleri hesaba katacak şekilde geliştirirken, en çok bilinmeyen bilinmeyenler bizi heyecanlandırıyor.

Gizemli kırmızı noktalar görüş açımızdan saklanıyordu. Kozmosun derinliklerinde başka neler var? JWST yakında bunu bize anlatacak.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okuyun orijinal makale.